О раннем заселении здешних мест свидетельствуют два кургана эпохи бронзы, расположенные близ села.
В 1913 году в селе (тогда оно относилось к Щигровскому уезду Курской губернии) была открыта земская школа.
С 14 мая 1928 года в Центрально-Чернозёмной области, а с 16 июля 1928 года в составе Курского округа Центрально-Чернозёмной области, а с 30 июля 1928 года в составе Черемисиновского района. С 1934 года — в составе вновь образованной Курской области.
С осени 1941 года по лето 1942 года здесь удерживала фронт 87-я стрелковая дивизия (в январе 1942 года дивизия за мужество и героизм, проявленные в боях, была удостоена названия гвардейской — 13-я гвардейская дивизия). В феврале 1942 года она занимала оборону по рубежу Новые Савины — Безобразово — Петровка — Черемисиново — Красная Поляна. После войны в селе находилась братская могила советских воинов, а в 1952 году было произведено перезахоронение останков в посёлке Черемисиново.
В 2000 году, 6 июня, постановлением Курской областной думы № 591 на территории села Петрово-Хутарь было образовано муниципальное образование «Петровский сельсовет», а само село было исключено из черты муниципального образования «посёлок Черемисиново».
В 2007 году ОАО «Курскэнерго» в селе установило уличное освещение в соответствии с программой «Свет селу»
